專利名稱：組件式超小型水冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于工業(yè)流程中的各種工業(yè)樣氣預(yù)處理中的裝置，主要涉及一種組件式超小型水冷器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代各類流程工業(yè)中，各類工業(yè)樣氣絕大多數(shù)都含有水、水霧和油霧，有的水含量達(dá)到飽和或過飽和露點(diǎn)。這些工業(yè)樣氣在降溫、過濾、調(diào)壓、分流、排水等各種預(yù)處理過程中，要求經(jīng)預(yù)處理處理后的樣氣應(yīng)充分滿足在線分析儀表的要求，儀表才能長周期、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。在線儀表實(shí)時分析信息，才能準(zhǔn)確指導(dǎo)工藝操作。工藝根據(jù)這些分析結(jié)果才能直接指導(dǎo)工藝操作，并可進(jìn)一步有可能進(jìn)行閉環(huán)控制、優(yōu)化控制。因此水冷、水氣分離是樣氣預(yù)處理過程中的一個重要步驟。而現(xiàn)有技術(shù)中的這些步驟都是采用單獨(dú)的水冷器和水氣分離器分別完成，這樣不僅大大增加了設(shè)備部件和投資成本，而且樣氣預(yù)處理效果也不好，及時在線分析時間滯后，儀表分析精度不高。另外，在經(jīng)過水冷、水氣分離過程后，呈飽和露點(diǎn)的樣氣，在降低溫度條件下，樣氣的露點(diǎn)也隨著降低，形成過飽和狀態(tài)樣氣中的水含量，將凝析成液體，產(chǎn)生出大量的水分。此過程經(jīng)過多年的觀察、研究和實(shí)驗(yàn)證明，液態(tài)水分凝析出之前、在降低溫度過程中，形成過飽和狀態(tài)的水氣伴隨生成大量水霧。此水霧本質(zhì)是液態(tài)水，水霧在凝聚作用下生成大量液態(tài)水。凝聚成液態(tài)水后的樣氣中，此時仍有大量的水霧存在，這些霧狀物粒度＜0.05μm，不能用過濾方法濾掉。汽化狀態(tài)的水霧、油霧隨著樣氣溫度的降低，也同樣會凝聚成水霧、油霧夾帶在樣氣中。此時，在降溫后的樣氣中，這些水霧和可能存在的油霧仍然處于飽和狀態(tài)，通過水氣分離后的樣氣，隨著環(huán)境溫度變化、預(yù)處理部件死體積大小變化、壓力變化等，這些處于飽和狀態(tài)的水霧、油霧是不穩(wěn)定的，隨時以隨機(jī)性方式，再次凝析出液態(tài)水分和油分出來。這樣就大大降低了樣氣預(yù)處理的效果，樣氣的純度不高，直接導(dǎo)致分析誤差和在線儀表實(shí)時分析信息，不能準(zhǔn)確指導(dǎo)工藝流程操作。嚴(yán)重影響閉環(huán)控制和優(yōu)化控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種集水冷、水氣分離以及汽霧、油霧捕集為一體的組件式超小型水冷器。采用本實(shí)用新型可以有效提高樣氣預(yù)處理的可靠性，充分滿足在線分析儀表長周期、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行的要求，在線儀表實(shí)時分析及時，指導(dǎo)工藝操作準(zhǔn)確，并能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程閉環(huán)控制、優(yōu)化控制，同時能大量節(jié)約設(shè)備部件和投資成本。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的組件式超小型水冷器，包括水冷器殼體，設(shè)置于殼體側(cè)部的冷卻水出入口，設(shè)置于殼體內(nèi)部且入氣管與殼體上部的樣氣入口相通的冷卻螺旋管，與殼體上的樣氣出口相通的樣氣出口管，其特征在于在所述冷卻螺旋管形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)有水氣分離器；所述水氣分離器下端的開口與殼體上的自動監(jiān)控排放器接口相通；所述水氣分離器內(nèi)設(shè)有汽霧捕集器，且將水氣分離器分隔成第一水氣分離腔和第二水氣分離腔；所述第一水氣分離腔下部與冷卻螺旋管的下端相通；第二水氣分離腔上部與樣氣出口管下部相通。
所述汽霧捕集器為由高密高細(xì)纖維形成的毛細(xì)狀單元。
所述汽霧捕集器為至少一個。
所述樣氣出口管下端部伸入第二水氣分離腔內(nèi)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于將水冷、水氣分離和汽霧、油霧捕集裝置集為一體，形成組件式的超小型水冷器，這樣大大節(jié)約了設(shè)備部件和成本，使水冷、水氣分離在同一個部件中一體完成，同時增加了汽霧、油霧捕集，優(yōu)化了樣氣純度，使樣氣預(yù)處理效果更好，充分滿足了在線分析儀表長周期、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行的要求，在線儀表實(shí)時分析及時，指導(dǎo)工藝操作準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程閉環(huán)控制、優(yōu)化控制。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記1為水冷器殼體，2為樣氣入口，3為自動監(jiān)控排放器接口，4為冷卻螺旋管，5為第一水氣分離腔，6為水氣分離器，7為汽霧捕集器，8為樣氣出口管，9為冷卻水入口，10為冷卻水出口，11為控制閥，12為樣氣出口，13為第二水氣分離腔。
具體實(shí)施方式
組件式超小型水冷器，包括水冷器殼體1，設(shè)置于殼體1側(cè)部的冷卻水出、入口10、9，設(shè)置于殼體1內(nèi)部且入氣管與殼體1上部的樣氣入口2相通的冷卻螺旋管4，與殼體1上的樣氣出口12相通的樣氣出口管8，在所述冷卻螺旋管4形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)有水氣分離器6；所述水氣分離器6下端的開口與殼體1上的自動監(jiān)控排放器接口3相通；所述水氣分離器6內(nèi)設(shè)有汽霧捕集器7，且將水氣分離器6分隔成第一水氣分離腔5和第二水氣分離腔13，所述汽霧捕集器7為由高密高細(xì)纖維形成的毛細(xì)狀單元，汽霧捕集器7可以是一個，也可以設(shè)置多個，汽霧捕集器7既可以捕集水霧，也可以捕集油霧，這樣可以使捕集效果更好；所述第一水氣分離腔5下部與冷卻螺旋管4的下端相通；第二水氣分離腔13上部與樣氣出口管8下部相通。所述樣氣出口管8下端部伸入第二水氣分離腔內(nèi)13，可以防止可能存在的液態(tài)、霧態(tài)水進(jìn)入出氣管。冷卻螺旋管4是用不銹鋼管高密螺旋盤管組成。盤管入口端通過氬弧焊和高溫、高水、含油霧工藝樣氣入口的接嘴連接。含高水量和油霧的樣氣經(jīng)不銹鋼管，通過樣氣入口，進(jìn)入組件式水冷器。冷卻水通過冷卻水入口、大流量引入組件。需冷卻的樣氣和冷卻水逆向流動，使樣氣在較短的管路中充分進(jìn)行熱交換。經(jīng)冷卻至室溫或水溫的含有大量冷凝水、水霧、油霧的樣氣從冷卻螺旋管下部進(jìn)入水氣分離腔。冷卻水通過組件底部的冷卻水入口進(jìn)入組件，通過組件上端冷卻水出口流出，冷卻水入口連接控制閥，根據(jù)樣氣溫度高低，控制冷卻水入口的水量大小。冷卻水出口可直接排放入地溝，或通過管路連接進(jìn)行冷卻水回收。
在經(jīng)過高密螺旋盤管冷卻水冷卻后，管內(nèi)樣氣中過飽和的水分，凝析出大量水霧和液態(tài)水，進(jìn)入水氣分離器后，樣氣體積驟然膨脹，造成樣氣在此對外做功，此時外界環(huán)境仍然是較低溫度冷卻水的水溫，膨脹對外做功的樣氣，不可能在瞬間從外界獲取大量的能量。樣氣只能靠自身內(nèi)能的損耗來達(dá)到對外做功的目的。這樣，在水氣分離器內(nèi)就能進(jìn)一步造成樣氣溫度下降，從而使樣氣露點(diǎn)進(jìn)一步降低，此超飽和露點(diǎn)的樣氣，瞬間產(chǎn)生大量水霧、并由這些水霧通過凝聚作用、凝析出大量的水分。這些水分通過組件底部的排放口、通過自動監(jiān)控排放器，在監(jiān)護(hù)狀態(tài)下將這些水分隨同部分樣氣安全排放出系統(tǒng)。
而汽霧捕集器采用毛細(xì)捕集原理，使經(jīng)過水氣分離腔后的樣氣經(jīng)過高密、高細(xì)纖維的不銹鋼纖維、玻璃纖維或高分子纖維后，含有大量水霧、油霧的樣氣在經(jīng)過高密高細(xì)纖維過程中，由于纖維間形成的毛細(xì)作用，將這些是液態(tài)的水霧、油霧在毛細(xì)作用條件下經(jīng)過捕集，形成大顆粒的液滴，這些液滴在重力作用下降落向下并經(jīng)過水氣分離器底部出口的自動監(jiān)控排放器進(jìn)行安全的監(jiān)控排放。從而可將存在于樣氣中大量的水霧、油霧清除。通過此組件的樣氣，80％以上的水霧、油霧可以得到基本根除。毛細(xì)捕集高密高細(xì)纖維所用材料根據(jù)隨部件能承受的溫度決定。一般采用不銹鋼纖維，使用溫度＞500℃。
本實(shí)用新型由于將水冷、水氣分離和汽霧、油霧捕集裝置集為一體，形成組件式的超小型水冷器，這樣大大節(jié)約了設(shè)備部件和成本，使水冷、水氣分離在同一個部件中一體完成，同時增加了汽霧、油霧捕集，優(yōu)化了樣氣純度，使樣氣預(yù)處理效果更好，充分滿足了在線分析儀表長周期、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行的要求，在線儀表實(shí)時分析及時，指導(dǎo)工藝操作準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程閉環(huán)控制、優(yōu)化控制。
本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.組件式超小型水冷器，包括水冷器殼體(1)，設(shè)置于殼體(1)側(cè)部的冷卻水出、入口(10、9)，設(shè)置于殼體(1)內(nèi)部且入氣管與殼體(1)上部的樣氣入口(2)相通的冷卻螺旋管(4)，與殼體(1)上的樣氣出口(12)相通的樣氣出口管(8)，其特征在于在所述冷卻螺旋管(4)形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)有水氣分離器(6)；所述水氣分離器(6)下端的開口與殼體(1)上的自動監(jiān)控排放器接口(3)相通；所述水氣分離器(6)內(nèi)設(shè)有汽霧捕集器(7)，且將水氣分離器(6)分隔成第一水氣分離腔(5)和第二水氣分離腔(13)；所述第一水氣分離腔(5)下部與冷卻螺旋管(4)的下端相通；第二水氣分離腔(13)上部與樣氣出口管(8)下部相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件式超小型水冷器，其特征在于所述汽霧捕集器(7)為由高密高細(xì)纖維形成的毛細(xì)狀單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件式超小型水冷器，其特征在于所述汽霧捕集器(7)為至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件式超小型水冷器，其特征在于所述樣氣出口管(8)下端部伸入第二水氣分離腔(13)內(nèi)。
專利摘要組件式超小型水冷器，包括水冷器殼體，設(shè)置于殼體側(cè)部的冷卻水出入口，設(shè)置于殼體內(nèi)部、入氣管與殼體上部的樣氣入口相通的冷卻螺旋管，與殼體上的樣氣出口相通的樣氣出口管，在冷卻螺旋管形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)有水氣分離器；水氣分離器下端的開口與殼體上的自動監(jiān)控排放器接口相通；水氣分離器內(nèi)設(shè)有汽霧捕集器，且將水氣分離器分隔成第一水氣分離腔和第二水氣分離腔；第一水氣分離腔下部與冷卻螺旋管的下端相通；第二水氣分離腔上部與樣氣出口管下部相通。采用本實(shí)用新型可以有效提高樣氣預(yù)處理的可靠性，充分滿足線儀表實(shí)時分析及時要求，指導(dǎo)工藝操作準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程閉環(huán)控制、優(yōu)化控制，同時能大量節(jié)約設(shè)備部件和投資成本。
文檔編號G01N1/28GK2859508SQ20062003292
公開日2007年1月17日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者魏正森, 魏東, 魏聞 申請人:魏東